一种空间主缆夹紧机构及自适应主缆检测装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁缆索体系的检测，具体涉及一种空间主缆夹紧机构及自适应主缆检测装置。

背景技术：

目前，一类悬索桥空间主缆未设置检修道，为保障桥梁运营过程安全，需对主要承重部件主缆进行定期检查，主要通过大型汽吊吊挂载人挂篮或大型桥检车载人方式抵近主缆实现人工检查，现有技术主要依赖人工目测检查，存在诸多不足：工作效率慢、检查强度高、高空作业隐患大、需占用部分车道及中断交通、检查周期长、大型机械台班消耗多和成本高。

因此采用机器人技术对拉索进行定期的检测和维护是较好的方式，可降低风险提高效率，如中国专利：cn104612046a公开了一种用于主缆加悬索结构桥梁的检查车，包括主梁，调平机构，检修平台，可升降夹紧机构，走行驱动机构和控制系统；在主梁前、后端分别固接一套可升降夹紧机构，中部两套可升降夹紧机构通过走行驱动机构设置在前、后端可升降夹紧机构之间，并经走行驱动机构与主梁驱动配合连接；通过分别控制前、后端可升降夹紧机构和中部可升降夹紧机构与缆索的交替夹紧、放松及提升，并控制走行驱动机构对应驱动中部可升降夹紧机构与主梁之间的相对运动。虽然上述装置解决了检查车主梁通过可升降夹紧机构沿桥梁缆索和逾越缆索节点障碍的走行问题，为检修人员提供安全平稳的作业环。

但上述装置对在主缆检测时仍存问题，因为主缆往往不是设置成直线，其在面上的投影为一定弯度的曲线，上述装置的夹具刚性结构，因此上述装置中的夹紧机构无法适用空间主缆平面缆形变化，只能适用空间主缆纵向缆形变化，夹紧贴合度较差，夹紧力不足，使得检测作业稳定性较差。

技术实现要素：

本实用新型提供一种空间主缆夹紧机构及自适应主缆检测装置，通过弹性元件弹性变形释放滑动回初始位置实现自适应纵向及平面缆形变化，可实现自适应空间主缆纵向倾角和横向倾角变化进行主缆表面行走，提高检测装置的工作稳定性。

本实用新型所述的一种空间主缆夹紧机构的技术方案如下：

一种空间主缆夹紧机构，包括夹钳和支腿机构，所述夹钳用于夹紧桥梁主缆，所述支腿机构包括支腿主体，弧形支座；连接在所述弧形支座上端的复位元件；下部与所述复位元件上端连接的球铰，球铰是一种的空间连接铰，它有两个部件组成，球与球壳，允许两部件绕公共的球心相对转动，限制它们三方向的相对移动；一端连接复位元件横向侧壁且另一端连接所述支腿主体的弹性元件；所述夹钳与所述支腿主体活动连接，所述球铰的上部和所述支腿主体固定连接。

本实用新型中，复位元件起到了纵横向自适应复位装置的作用，和球铰构成了支腿主体与弧形支座相连接的活动关节，可实现弧形支座及相连接的夹钳通过小角度转动适应空间主缆纵向及平面缆形变化，原理为球铰可实现任意小角度球面转动，横向、纵向自适应滑动复位装置在夹钳放松主缆状态下，通过弹性元件的弹性变形释放滑动回初始位置实现自适应纵向及平面缆形变化，可实现自适应空间主缆纵向倾角和横向倾角变化进行主缆表面行走，夹紧贴合度好，主缆夹持稳定，提高检测装置的工作稳定性。

优选的，所述夹钳包括两个弧形夹具和连接两个所述弧形夹具的一端的电动伸缩缸，所述弧形夹具的另一端和所述支腿主体转动连接。结构简单，夹紧力好，确保夹紧力均匀分布主缆表面。

优选的，所述弹性元件为复位弹簧，所述复位弹簧数量为2个，分别设置在复位元件的两侧，所述横向设置在复位元件和支腿主体之间的间隙中。复位弹簧成对设置在复位元件两侧壁，复位效果更好。

优选的，还包括导向杆，所述复位弹簧套装在所述导向杆外部，所述导向杆与所述复位元件壁面垂直设置，设置导向杆，保证弹性元件移动方向的准确性，复位元件工作可靠性高。

所述弧形支座和弧形夹具内侧均设置有橡胶垫，采用三片夹片夹紧主缆，夹紧力得到保证，确保夹紧力均匀分布主缆表面，不损伤主缆外防护层。

此外，本实用新型还提供了一种一种自适应主缆检测装置，采用了上述的空间主缆夹紧机构，此外该检测装置还包括行走机构、升降机构，升降机构构造成丝杆升降机，所述行走机构包括固定滑箱和与所述固定滑箱滑动连接的活动滑箱，所述活动滑箱的两端延伸至所述固定滑箱外部；在所述活动滑箱两端的下部设置升降机构，所述升降机构下端连接所述支腿机构的上端，即所述升降机构下端设置有所述空间主缆夹紧机构，所述固定滑箱下部设置有所述空间主缆夹紧机构。当升降机构通过驱动丝杆升降机上升，升降支腿主体支撑在主缆上表面，则固定支腿机构远离主缆上表面；当升降机构通过驱动丝杆升降机下降，升降支腿主体收缩远离主缆上表面，固定支腿机构支撑在主缆上表面，从而实现升降支腿机构和固定支腿机构交替支撑在主缆上表面。

本实用新型采用固定夹缆机构和升降夹缆机构相配合，即采用两端可升降，中间固定的夹紧结构，减少了升降机的数量，简化了行走步骤，结构紧凑，成本低。通过弹性元件的弹性变形释放滑动回初始位置实现自适应纵向及平面缆形变化，可实现自适应空间主缆纵向倾角和横向倾角变化进行主缆表面行走，提高检测装置的工作稳定性。

优选的，所述行走机构还包括电驱动丝杆，所述电驱动丝杆的螺纹部位连接所述固定滑箱，所述电驱动丝杆两端连接所述活动滑箱，所述电驱动丝杆驱动所述固定滑箱和所述活动滑箱通过摩擦副滑动连接，采用滚动摩擦，传输精度高，传动效率高，可实现高精度位置控制。

本实用新型的有益效果是：

1、通过复位元件的弹性变形释放滑动回初始位置实现自适应纵向及平面缆形变化，可实现自适应空间主缆纵向倾角和横向倾角变化进行主缆表面行走，夹紧贴合度好，主缆夹持稳定，提高检测装置的工作稳定性。

2、采用两端可升降，中间固定的夹紧结构，减少了升降机的数量，简化了行走步骤，结构紧凑，成本低。

3、升降机构和行走机构采用丝杆传动，采用滚动摩擦，传输精度高，传动效率高，可实现高精度位置控制。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种空间主缆夹紧机构的立体结构示意图。

图2是图1中的a方向视图。

图3是本实用新型所述的支腿主体的剖视结构图。

图4是本实用新型所述的一种自适应主缆检测装置的整体结构示意图。

图5是本实用新型所述的行走机构的结构示意图。

图中：1-支腿机构，101-支腿主体，102-弧形支座，103-复位元件，104-球铰，105-弹性元件，2-夹钳，201-弧形夹具，202-电动伸缩缸，3-行走机构，301-固定滑箱，302-活动滑箱，303-电驱动丝杆，4-升降机构，5-主缆。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图，对本实用新型的技术方案进行详细的说明。

实施例1：

如图1～图3所示，一种空间主缆夹紧机构，包括夹钳2和支腿机构1，所述夹钳2用于夹紧桥梁主缆5，所述支腿机构1包括支腿主体101，弧形支座102，连接在所述弧形支座102上端的复位元件103，下部与所述复位元件103上端连接的球铰104，一端连接复位元件103横向侧壁且另一端连接所述支腿主体101的弹性元件105；所述夹钳2与所述支腿主体101活动连接，所述球铰104的上部和所述支腿主体101固定连接。

本实施例中，复位元件103起到了纵横向自适应复位的作用，复位元件103和球铰104构成了支腿主体101与弧形支座102相连接的关节，可实现弧形支座102及相连接的夹钳2通过小角度转动适应空间主缆5纵向及平面缆形变化，原理为球铰104可实现任意小角度球面转动，复位元件103在夹钳2放松主缆5状态下，通过弹性元件105弹性变形释放滑动回初始位置实现自适应纵向及平面缆形变化。

实施例2：

如图1～图3所示，一种空间主缆夹紧机构，包括夹钳2和支腿机构1，所述夹钳2用于夹紧桥梁主缆5，所述支腿机构1包括支腿主体101，弧形支座102；连接在所述弧形支座102上端的复位元件103；下部与所述复位元件103上端连接的球铰104，球铰104是一种的空间连接铰，它有两个部件组成，球与球壳，允许两部件绕公共的球心相对转动，限制它们三方向的相对移动；一端连接复位元件103横向侧壁且另一端连接所述支腿主体101的弹性元件105；所述夹钳2与所述支腿主体101活动连接，所述球铰104的上部和所述支腿主体101固定连接。

如图2所示，所述夹钳2包括两个弧形夹具201和连接两个所述弧形夹具201的一端的电动伸缩缸202，所述弧形夹具201的另一端和所述支腿主体101转动连接。夹钳2结构，利用杠杠原理，通过电动伸缩缸202动作提供水平主动力驱动连杆转动，连杆另一端弧形夹具201逼近夹持主缆5，不损伤主缆5外防护层，通过电动缸缩缸动作提供水平主动力驱动连杆转动，连杆另一端弧形夹具201远离放松主缆5。

如图3所示，所述弹性元件105为复位弹簧，所述复位弹簧数量为2个，横向设置在复位元件103和支腿主体101之间的间隙中，复位弹簧成对设置在复位元件103两侧壁；

如图3所示，本实施例还包括导向杆，所述复位弹簧套装在所述导向杆外部，所述导向杆与所述复位元件103壁面垂直设置，导向杆贯穿复位弹簧，保证弹性元件105移动方向的准确性。

所述弧形支座102和弧形夹具201内侧均设置有橡胶垫，采用三片夹片夹紧主缆5。

实施例3：

如图4所示，一种自适应主缆检测装置，采用实施例1或实施例2中的空间主缆夹紧机构，本实施例中还包括行走机构3、升降机构4，所述行走机构3包括固定滑箱301和与所述固定滑箱301滑动连接的活动滑箱302，所述活动滑箱302的两端延伸至所述固定滑箱301外部；在所述活动滑箱302两端的下部设置升降机构4，所述升降机构4下端连接所述支腿机构1的上端，即所述升降机构4下端设置有所述空间主缆夹紧机构，所述固定滑箱301下部设置有所述空间主缆夹紧机构。本实施例仅在所述活动滑箱302两端设置升降机构，固定滑箱301下部没有升降机构。

如图5所示，所述行走机构3还包括电驱动丝杆303，所述电驱动丝杆303的螺纹部位连接所述固定滑箱301，所述电驱动丝杆303两端连接所述活动滑箱302，所述电驱动丝杆303驱动所述固定滑箱301和所述活动滑箱302通过摩擦副滑动连接。

本实施例用于主缆检查的主要方法步骤如下：

1、活动滑箱302的两端的两个空间主缆夹紧机构夹紧主缆5，固定滑箱301下方的空间主缆夹紧机构放松主缆5，活动滑箱302的两端的两个升降机构4驱动空间主缆夹紧机构上升，固定滑箱301下方的空间主缆夹紧机构远离主缆5上表面，行走机构3在电驱动丝杆303作用下，固定滑箱301相对活动滑箱302在滑动面上滑动，带动与固定滑箱301下方连接的空间主缆夹紧机构滑动，完成一个行程；升降机构4下降，固定滑箱301下方连接的空间主缆5支撑在主缆5上表面，并逼近夹紧主缆5。

2、活动滑箱302的两端的两个空间主缆夹紧机构放松主缆5，活动滑箱302的两端的两个升降机构4驱动空间主缆夹紧机构下降，活动滑箱302的两端的两个空间主缆夹紧机构远离主缆5上表面，行走机构3在电驱动丝杆303作用下，活动滑箱302相对固定滑箱301在滑动面上滑动，带动与活动滑箱302连接的两个空间主缆夹紧机构滑动，完成一个行程，活动滑箱302连接的两个空间主缆夹紧机构在升降机构4的驱动下上升，活动滑箱302连接的两个空间主缆夹紧机构支撑在主缆5上表面，并逼近夹紧主缆5。

3、行走过程中通过携带视频检测单元、无损检测单元等检测仪器，对主缆5和索夹外观、主缆5和索夹内部损伤状况、索夹抗滑移状况进行检查。

4、重复上述步骤1到步骤3，完成主缆检查。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。